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青藏高原表土磁化率空间分布特征及影响因素

土壤学报 2024年第2期61卷 361-371页

作者：陈雅敏宋效东刘峰叶明亮张楚张甘霖土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理科学重点实验室南京210008

土壤磁化率是古环境重建的常用代用指标,对表土磁化率与现代环境的关系研究有助于理解磁化率产生差异的原因。当前,区域尺度上土壤磁化率变化成因认识尚不清楚,限制了磁化率作为古环境重建重要代用指标的精准应用。本研究系统调查了青... 详细信息

土壤磁化率是古环境重建的常用代用指标,对表土磁化率与现代环境的关系研究有助于理解磁化率产生差异的原因。当前,区域尺度上土壤磁化率变化成因认识尚不清楚,限制了磁化率作为古环境重建重要代用指标的精准应用。本研究系统调查了青藏高原的254个样点表层(发生层A层)土样,测定土壤磁化率和其他土壤属性,结合母质、气候、地形和植被等数据,阐明青藏高原地区土壤磁化率空间变化特征及其主要影响因素。结果表明:(1)不同母质类型之间,表层土壤磁化率(χ_(lf))无显著差异,百分频率磁化率(χ_(fd)%)差异显著,表现为黄土和砂页岩风化物>冰碛物和结晶盐风化物,其他母质类型之间无显著差异;不同土地利用之间,表层土壤χ_(lf)无显著差异,χ_(fd)%差异显著:森林和旱地>草地>荒地。(2)各因子对土壤磁化率影响表现为植被>理化性质>地形>母质。(3)空间分布上,χ_(lf)与χ_(fd)%均呈现由东南向西北降低的趋势。此外,χ_(lf)和χ_(fd)%的空间分布规律与青藏高原植被分区相吻合。因此,磁化率能更好地指示植被空间分布。

关键词：青藏高原表土磁化率气候

风化壳颗粒大小是决定典型干旱区硝态氮深部累积特征的关键因素

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土壤学报 2024年第5期61卷 1236-1246页

作者：董学涛吴华勇宋效东张甘霖潘洁南京林业大学林学院南京210037 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京211135 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学南京学院南京211135 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京211135

我国干旱区农田关键带过量施氮造成氮肥利用率低和土壤硝态氮大量累积,威胁生态环境安全。阐明干旱区土壤硝态氮累积特征及其影响因素,可为干旱区水肥综合管理提供科学参考。选择典型干旱区——新疆阿克苏地区为研究区域,从南向北沿地... 详细信息

我国干旱区农田关键带过量施氮造成氮肥利用率低和土壤硝态氮大量累积,威胁生态环境安全。阐明干旱区土壤硝态氮累积特征及其影响因素,可为干旱区水肥综合管理提供科学参考。选择典型干旱区——新疆阿克苏地区为研究区域,从南向北沿地形序列布设三个钻孔点,分别为60年棉田XJ1(40°36′48.7″N,80°48′14.2″E)、32年老苹果园XJ2(41°16′16.2″N,80°19′9.1″E)和15年新苹果园XJ3(41°20′37.6″N,80°17′11.0″E),海拔依次为971 m、1129 m和1213 m,采样深度依次为7.75 m、10.52 m和9.91 m,利用线性和非线性相关分析方法研究了土壤有关理化性质与土壤硝态氮浓度变异的关系。结果表明,海拔低处棉田和海拔高处不同种植年限的苹果园土壤深部均出现了硝态氮显著累积特征,深部浓度高达44 mg·kg^(-1),最大累积深度超过10 m。土壤含水量和不同粒径颗粒(砾石、砂粒、粉粒与黏粒)含量等关键理化性质可解释土壤硝态氮浓度垂直变异的约50%。其中,土壤含水量和土壤颗粒大小是决定土壤硝态氮深部累积特征的重要因素,土壤含水量越高、土壤颗粒越细,土壤硝态氮浓度通常越高。棉田土壤硝态氮在4 m深地下水位以下发生了明显的反硝化作用,使累积的硝态氮浓度降至较低水平(5 m)。土壤含水量是影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部直接性因素;土壤颗粒大小通过调控土壤含水量空间变异,而成为影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部根本性因素。

关键词：土壤硝态氮地球关键带反硝化作用棉田苹果园

1980-2010年安徽省土壤有机碳密度及储量时空变化分析

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地理研究 2018年第11期37卷 2206-2217页

作者：赵明松李德成张甘霖王世航安徽理工大学测绘学院淮南232001 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008

利用安徽省第二次土壤普查资料和2010-2011年土壤调查数据,运用GIS技术,研究1980-2010年安徽省表层(0~20 cm)和1 m土体中土壤有机碳(SOC)密度和储量的时空变化,并探讨土地利用变化对SOC储量变化的影响。研究表明:① 1980-2010年安徽省... 详细信息

利用安徽省第二次土壤普查资料和2010-2011年土壤调查数据,运用GIS技术,研究1980-2010年安徽省表层(0~20 cm)和1 m土体中土壤有机碳(SOC)密度和储量的时空变化,并探讨土地利用变化对SOC储量变化的影响。研究表明:① 1980-2010年安徽省表层和1 m土体中SOC密度平均减少0.37 kg/m^2和1.63 kg/m^2,但耕地的SOC密度增加。② 1980-2010年,全省SOC密度空间变化呈现北增南减的趋势,且增加幅度由北向南依次减小。表层和1 m土体的SOC密度增加的面积为56.97%和58.21%。③ 1980-2010年,全省表层SOC储量减少34.23×10~9kg,1 m土体中SOC储量减少197.26×10~9kg。淮北平原、江淮丘陵岗地和沿江平原的SOC储量增加,皖西大别山区和皖南丘陵山区减少。④非耕地转换为耕地,比保持用地类型不变或变为其他非耕地类型,SOC密度和储量减少较慢。耕地类型内部转换(水田和旱地间转换)比保持类型不变的SOC密度和储量增加较多。研究成果为区域土壤固碳潜力、土壤肥力变化等研究提供科学依据。

关键词：土壤有机碳时空变化 GIS 安徽省

香港土壤研究 Ⅳ.土壤中有机氯化合物的含量和组成

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土壤学报 2006年第2期43卷 220-225页

作者：章海波骆永明赵其国张甘霖黄铭洪中国科学院南京土壤研究所与香港浸会大学土壤与环境联合开放研究实验室土壤与环境生物修复研究中心土壤与农业可持续发展国家重点实验室香港浸会大学裘搓环境科学研究所

通过对香港地区46个代表性土壤表层样品的8种有机氯农药(OCPs)和6种多氯联苯(PCBs)含量及其组成的分析,初步揭示了香港土壤中有机氯化合物的分布及残留情况。研究结果表明:香港土壤中有机氯农药主要是一些相对难降解的化合物如-βHCH和p... 详细信息

通过对香港地区46个代表性土壤表层样品的8种有机氯农药(OCPs)和6种多氯联苯(PCBs)含量及其组成的分析,初步揭示了香港土壤中有机氯化合物的分布及残留情况。研究结果表明:香港土壤中有机氯农药主要是一些相对难降解的化合物如-βHCH和p,p-′DDE,两者在土壤中的平均含量分别为6.12μg kg-1和0.41μg kg-1,远低于荷兰的土壤修复目标值。PCBs在土壤中的检出率很低,且含量基本均小于0.1μg kg-1。此外,六六六(HCH)在目前的残留状态下,可能受到土壤pH(KCl)和总有机碳(TOC)的影响,而其他有机氯农药的含量并未呈现出与土壤的理化性质的相关性。

关键词：香港土壤有机氯农药(OCPs) 多氯联苯(PCBs) 残留空间分布

祁连山中段土壤有机碳剖面垂直分布特征及其影响因素

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土壤 2017年第2期49卷 386-392页

作者：杨敏杨飞杨仁敏杨帆张甘霖土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

以2012—2013年调查的我国西北祁连山中段97个代表性土壤剖面为对象,分析了土壤有机碳(SOC)含量的剖面垂直分布模式,计算了1 m土体内各层次SOC相对含量及其与环境因素(年均降水、年均温度、海拔、坡度、坡向、NDVI)和土壤因素(颗粒组成... 详细信息

以2012—2013年调查的我国西北祁连山中段97个代表性土壤剖面为对象,分析了土壤有机碳(SOC)含量的剖面垂直分布模式,计算了1 m土体内各层次SOC相对含量及其与环境因素(年均降水、年均温度、海拔、坡度、坡向、NDVI)和土壤因素(颗粒组成、体积质量)之间的关系。结果表明:(1)SOC含量剖面垂直分布模式可分为均一分布型、表层聚集型、普通递减型、不规则分布型4个类型,SOC含量剖面垂直分布模式与选取的环境因素和土壤颗粒组成之间没有明显的关系;(2)SOC含量的变异较大,随着深度的增加从中度变异过渡到强度变异;(3)NDVI和年均降水是影响表层土体SOC含量的主要因子,而黏粒和砂粒是影响下层土体SOC含量的主要因子。

关键词：土壤有机碳剖面垂直分布有机碳密度影响因子祁连山

香港土壤研究Ⅶ.BCR提取法研究重金属的形态及其潜在环境风险

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土壤学报 2010年第5期47卷 865-871页

作者：章海波骆永明赵其国张甘霖黄铭洪中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所) 中国科学院南京土壤研究所南京210008 香港浸会大学裘槎环境科学研究所香港九龙塘

基于类型土壤的重金属元素形态分析研究相对较少,本研究以香港地区7个亚纲的土壤剖面为例,利用欧共体参比司(BCR)制定的三步连续提取法研究了类型土壤中重金属Cd、Cu、Pb和Zn的化学形态及其潜在环境风险。结果表明,Pb、Cd和Zn元素除残... 详细信息

基于类型土壤的重金属元素形态分析研究相对较少,本研究以香港地区7个亚纲的土壤剖面为例,利用欧共体参比司(BCR)制定的三步连续提取法研究了类型土壤中重金属Cd、Cu、Pb和Zn的化学形态及其潜在环境风险。结果表明,Pb、Cd和Zn元素除残留态外,HOAc溶解态的比例也相对较高,但不同类型的土壤有所差别,而Cu元素则以残留态和可氧化态为主。在这7种类型土壤中,正常潜育土和湿润淋溶土中的重金属潜在环境风险相对较高,而在这4种重金属元素中,又以Pb元素的潜在环境风险最大。

关键词：香港土壤重金属化学形态 BCR三步提取

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香港土壤研究 Ⅴ.稀土元素的地球化学特征

土壤学报 2006年第3期43卷 383-388页

作者：章海波骆永明赵其国张甘霖黄铭洪中国科学院南京土壤研究所与香港浸会大学土壤与环境联合开放研究实验室土壤与环境生物修复研究中心土壤与农业可持续发展国家重点实验室香港浸会大学裘槎环境科学研究所

香港地区缺乏对土壤中稀土元素地球化学的系统研究。本研究采集了该地区46个代表性土壤剖面样品,利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析了15种稀土元素的总量,并根据土壤剖面的发育情况分层表述。研究结果表明:香港土壤的稀土... 详细信息

香港地区缺乏对土壤中稀土元素地球化学的系统研究。本研究采集了该地区46个代表性土壤剖面样品,利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析了15种稀土元素的总量,并根据土壤剖面的发育情况分层表述。研究结果表明:香港土壤的稀土元素的总量低于全国的平均含量,在剖面分布上由表层往底层逐渐增加。地球化学特征方面,土壤中轻重稀土分馏明显,具有明显的轻稀土相对富集现象。Ce的富集现象在火成岩母质发育的土壤中较为突出,而Eu的亏缺现象在花岗岩母质发育的土壤中尤为显著。成土母岩、土壤矿质元素和基本性质以及地形和植被等都会显著影响香港土壤稀土元素的含量和地球化学特征。

关键词：香港土壤稀土元素(REE) 地球化学特征

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东北黑土区和东北典型黑土区的范围与划界

科学通报 2021年第1期66卷 96-106页

作者：刘宝元张甘霖谢云沈波顾治家丁迎盈北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室地理科学学部北京100875 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 水利部松辽水利委员会长春130021

东北是我国重要的粮食基地,但该区土壤侵蚀和土地退化有日益严重的趋势,因此近年来保护黑土的呼声越来越大.为了制定精准保护黑土的规划,需要准确的边界划定.本文目的是界定东北黑土区的内涵,定量划定东北黑土区的边界,落实黑土区包括... 详细信息

东北是我国重要的粮食基地,但该区土壤侵蚀和土地退化有日益严重的趋势,因此近年来保护黑土的呼声越来越大.为了制定精准保护黑土的规划,需要准确的边界划定.本文目的是界定东北黑土区的内涵,定量划定东北黑土区的边界,落实黑土区包括的县级行政区.划定方法是以土壤发生学分类的黑土、黑钙土、栗钙土和灰色森林土作为黑土区的标志土壤,将其集中分布区划为黑土区;以黑土和黑钙土作为典型黑土区的标志土壤,将其集中分布区划为典型黑土区.这些土壤大多都属于中国土壤系统分类中的均腐土(Isohumosols),或美国土壤系统分类中的软土(Mollisol),具有明显的“暗沃表层”黑土特征,同属“黑土”系列.在ArcGIS10.2软件中,用“中心引力集聚法”反复迭代,合并或舍弃边缘小图斑,形成完整的东北黑土区和东北典型黑土区.划分结果如下:东北黑土区的面积为55.6万km2,涉及146个县级行政区.东北典型黑土区的面积为33.3万km2,涉及138个县级行政区.黑土区内坡度大于0.25°的农地存在水土流失问题,是水土流失的重点防治对象,面积为8.9万km2.典型黑土区内坡度大于0.25°的农地,是水土流失的优先防治对象,面积为7.8万km2.结果可为黑土区生态文明建设特别是水土保持规划提供重要科学依据.

关键词：黑土东北黑土区东北典型黑土区土壤侵蚀黑土保护

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数字土壤制图研究综述与展望

地理科学进展 2018年第1期37卷 66-78页

作者：朱阿兴杨琳樊乃卿曾灿英张甘霖南京师范大学地理科学学院南京210023 虚拟地理环境教育部重点实验室南京师范大学南京210023 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点南京210023 美国维斯康星大学麦迪逊分校地理系美国WI53706 南京大学地理与海洋科学学院南京210023 中国科学院南京土壤研究所南京210008

土壤的空间分布是土壤形成与发展过程的体现。数字土壤制图是一种新兴的、高效表达土壤空间分布的技术方法,在过去的30年取得了飞速发展。其理论基础为土壤成土因子学说和地理学第一定律。国内外学者在获取环境变量数据、采样方法、制... 详细信息

土壤的空间分布是土壤形成与发展过程的体现。数字土壤制图是一种新兴的、高效表达土壤空间分布的技术方法,在过去的30年取得了飞速发展。其理论基础为土壤成土因子学说和地理学第一定律。国内外学者在获取环境变量数据、采样方法、制图模型方法和土壤图产生及评价方面开展了大量的研究,应用案例也从小范围到大区域,甚至是全球尺度。未来数字土壤制图的发展方向包括:环境变量刻画的新技术,特别是体现人类活动方面的环境因子;新型数据和遗留数据的有效利用;土壤发生学知识与数学模型的紧密结合的新型推理方法;支持大数据多终端的计算模式。

关键词：土壤空间分布数字土壤制图环境协同变量土壤环境关系